Principalul organism de cercetare al guvernului american a făcut o descoperire importantă care ar putea contribui la crearea de noi medicamente pentru scăderea colesterolului „rău” care ar putea ajuta la prevenirea infarctului miocardic (atac de cord) și a accidentelor vasculare cerebrale (AVC).
Oamenii de știință au descoperit noi informații despre modul în care colesterolul „rău” acționează în organism. Descoperirile ar putea deschide calea către tratamente mai personalizate pentru bolile cardiovasculare.
Experții de la Institutele naționale de Sănătate (NIH), din Statele Unite au făcut o descoperire importantă în înțelegerea modului în care colesterolul „rău”, cunoscut sub numele de lipoproteină cu densitate scăzută (LDL-C), se acumulează în organism.
Cercetătorii au reușit să demonstreze pentru prima dată cum se leagă principala proteină structurală a LDL de receptorul său – un proces care începe eliminarea LDL din sânge – și ce se întâmplă atunci când acest proces este afectat.
Tehnologia responsabilă pentru această descoperire are la bază un tip relativ nou de microscop care a înghețat, în esență, moleculele de colesterol LDL, permițând pentru prima dată cercetătorilor să obțină o imagine detaliată a structurii LDL și să găsească noi modalități de abordare a stopării acumulării acestuia în organism.
Microscopia crioelectronică a permis oamenilor de știință de la Institutele Naționale De Sănătate (NIH), din Statele Unite, să vizualizeze modul în care LDL se acumulează în sânge. Inventatorii au câștigat Premiul Nobel în 2017, iar tehnologia promite noi descoperiri în știință.
Cercetările efectuate cu acest instrument vor avea beneficii serioase pentru sănătate, a declarat NIH, deoarece le-a permis pentru prima dată să vadă cum colesterolul „rău”, cunoscut sub numele de lipoproteina cu densitate scăzută (LDL-C), se acumulează în organism și provoacă infarct și AVC la persoanele care au un nivel genetic ridicat de colesterol LDL.
Această afecțiune este cunoscută sub numele de hipercolesterolemie familială (FH).
Tulburarea genetică face ca nivelul colesterolului LDL (rău) să crească brusc și să rămână ridicat. Afecțiunea debutează la naștere și poate provoca infarct la o vârstă fragedă, potrivit NIH.
Folosind tehnică avansată de imagistică – microscopie crioelectronică – cercetătorii au putut vedea întreaga proteină structurală a LDL atunci când aceasta se leagă de LDLR. Apoi, cu ajutorul unui software de predicție a proteinelor bazat pe inteligență artificială, ei au putut să modeleze structura și să localizeze mutațiile genetice cunoscute care determină creșterea LDL.
Dezvoltatorii software-ului, care nu au fost implicați în studiu, au primit recent Premiul Nobel pentru Chimie 2024, pentru că au dezvoltat un model AI pentru a rezolva o problemă veche de 50 de ani: prezicerea structurilor complexe ale proteinelor. Aceste descoperiri au un potențial enorm.
Cercetătorii speră că descoperirea va ajuta oamenii de știință să vindece FH, care afectează unul din 250 de americani și crește probabilitatea ca aceștia să moară de boală coronariană la o vârstă mai tânără.
În prezent, majoritatea persoanelor care suferă de FH o tratează prin administrarea de statine sau alte medicamente, dar până la descoperirea NIH din decembrie, care le-a permis să facă un fel de fotografie a moleculei, modul în care LDL se acumulează în organism nu a fost complet înțeles.
Descoperirile oferă noi perspective care ar putea duce într-o zi la noi tipuri de medicamente, a declarat dr. Alan Remaley, cercetător principal în metabolismul lipoproteinelor la NIH.
„Descoperirile noastre oferă o nouă strategie potențială pentru creșterea capacității receptorului LDL de a lega și elimina LDL din circulație”, a explicat dr. Remaley într-un comunicat.
„LDL este una dintre principalele cauze ale bolilor cardiovasculare, care ucid o persoană la fiecare 33 de secunde, așa că, dacă vrem să înțelegem inamicul, trebuie să știm cum arată”, a precizat acesta.
Potrivit autorilor studiului, publicat pe 11 decembrie în revista Nature, tehnologia reprezintă o revoluție în biologie și biochimie, deoarece permite oamenilor de știință să determine structurile moleculelor biologice în detaliu.
Modul în care funcționează moleculele este determinat de structurile lor. „Atunci când le cunoaștem structurile, avem un mare indiciu cu privire la modul în care funcționează, cum să le reparăm dacă sunt defecte sau cum să le oprim dacă provoacă daune. Natura este arhitectul molecular suprem, iar noi avem nevoie de tehnici precum crio-EM pentru a vedea detaliile a ceea ce ea construiește”, a explicat dr. MG Finn, din cadrul Școlii de Chimie și Biochimie de la Georgia Tech.
De ce LDL este rău
Descoperirea a survenit atunci când NIH a reușit să păstreze structura LDL, creând un fel de cadru înghețat care a prins literalmente LDL într-o formă de gheață care i-a permis să fie văzut de un microscop electronic. Imaginile au fost trimise către un algoritm matematic care a construit apoi un model 3D al moleculei.
Mașinile crio-electronice costă între 2 și 3 milioane de dolari pe dispozitiv și au devenit instrumente esențiale pentru cercetarea biologică și biomedicală modernă , spune dr. Finn, precizând că Atlanta are două astfel de aparate: unul la universitatea Georgia Tech, celălalt la universitatea Emory.
Faptul că colesterolul LDL contribuie la bolile cardiovasculare este cunoscut de ceva timp, dar până la descoperirea NIH, cercetătorii nu au putut observa cu exactitate procesul.
LDL determină acumularea de depozite de grăsime, cunoscute sub numele de plăci, în pereții arterelor, ceea ce reprezintă o cauză majoră a bolilor de inimă.
Scopul LDL nu este complet dăunător: sarcina sa este de a transporta colesterolul către celule pentru energie, reparații sau producerea de hormoni, dar excesul de LDL este dăunător, iar ficatul produce prea mult LDL atunci când consumăm grăsimi nesănătoase (cum ar fi grăsimile saturate și trans), ceea ce contribuie la riscul cardiovascular.
Excesul de LDL din fluxul sanguin se poate bloca în artere, declanșând inflamații și îngustând vasele de sânge.
În timp, această acumulare de plăci poate reduce fluxul sanguin sau se poate rupe, formând cheaguri care blochează alimentarea cu sânge a inimii sau a creierului, ducând la infarct sau AVCe.
Grăsimile saturate se găsesc în mod natural în produsele animale (cum ar fi untul, brânza, carnea grasă) și în unele uleiuri (cum ar fi uleiurile de cocos și de palmier). Consumul excesiv de alimente bogate în grăsimi saturate poate crește colesterolul LDL.
Grăsimile trans se găsesc în margarină, untură, produse de patiserie și alimente prăjite. Acestea cresc semnificativ colesterolul LDL, în timp ce scad colesterolul HDL (bun), ceea ce le face mult mai dăunătoare, potrivit Asociației Americane a Inimii.
Pentru sănătatea inimii, specialiștii recomandă înlocuirea acestor grăsimi cu opțiuni nesaturate, cum ar fi cele care se găsesc în pește, nuci, semințe, avocado și uleiuri pe bază de plante. Dr. Danny J. Eapen, de la Centrul de Reabilitare Cardiacă de la Spitalul St. Joseph a universității Emory și facultatea de medicină a Universității Emory, spune că uleiul de măsline poate ajuta, de asemenea, la scăderea colesterolului, mai ales atunci când înlocuiește grăsimile dăunătoare, cum ar fi untul și margarina.